Transistores MOSFET
Tipos de MOSFET
De enriquecimiento
MOSFET de Canal N
Descripción: Utiliza electrones como portadores de carga principales.
Ventajas: Menor resistencia de conducción (R<sub>DS(on)</sub>), mayor velocidad de conmutación.
Uso común: Muy utilizado en fuentes de poder, controladores de motores y electrónica de potencia.
Descripción: No conduce en estado de reposo. Solo se activa cuando se aplica una tensión adecuada en la compuerta.
Tipos:
N-Channel Enhancement
P-Channel Enhancement
MOSFET de Canal P
Descripción: Utiliza huecos (ausencia de electrones) como portadores de carga principales.
Ventajas: Facilita el diseño de circuitos de conmutación en la parte alta (lado positivo).
Desventaja: Mayor resistencia de conducción comparado con canal N.
MOSFET de Doble Puerta
Descripción: Tiene dos compuertas para controlar mejor la ganancia y la señal.
Uso común: En aplicaciones de radiofrecuencia (RF), mezcladores y amplificadores.
MOSFET de Potencia
Descripción: Diseñado para manejar altas corrientes y voltajes.
Características: Alta eficiencia, baja resistencia de conducción.
Aplicaciones: Fuentes conmutadas, controladores de motor, inversores.
De empobrecimiento
Descripción: Conduce corriente incluso sin tensión en la compuerta; se apaga al aplicar tensión inversa.
Tipos:
N-Channel Depletion
P-Channel Depletion
Uso común: Menos frecuente, se encuentra en aplicaciones especiales o antiguas.
Funcionamiento
Gate (G) – Compuerta
Drain (D) – Drenador
Source (S) – Fuente
(En algunos casos: Body o Substrato (B) – normalmente conectado internamente a la fuente)
MOSFET de Canal P
Funciona igual, pero con polaridades inversas:
Se enciende cuando V<sub>GS</sub> < V<sub>th</sub> (negativo).
La corriente fluye de Fuente a Drenador.
MOSFET de Enriquecimiento de Canal N (el más común)
Estado V<sub>GS</sub> Descripción Apagado V<sub>GS</sub> < V<sub>th</sub> (umbral) No hay canal conductor. No circula corriente de D a S.
Encendido V<sub>GS</sub> > V<sub>th</sub> Se forma un canal tipo N. La corriente fluye desde Drenador a Fuente.
🔹 La corriente I<sub>DS</sub> (de D a S) aumenta con el voltaje entre la compuerta y la fuente (V<sub>GS</sub>), hasta cierto límite.
Características
Control por Voltaje
Se controla aplicando un voltaje en la compuerta (Gate), no requiere corriente significativa (a diferencia del transistor BJT).
Entrada de alta impedancia → muy bajo consumo en la compuerta.
Alta Impedancia de Entrada
La compuerta está aislada por una capa de óxido, lo que da como resultado una impedancia muy alta.
Ventaja: No carga el circuito que controla al MOSFET.
Baja Resistencia en Conducción (R<sub>DS(on)</sub>)
Cuando está encendido, presenta una resistencia muy baja entre drenador y fuente → pérdidas de potencia mínimas.
Capacidad de Manejar Alta Corriente y Voltaje
Los Power MOSFETs pueden manejar decenas o cientos de amperios y voltajes de hasta 1000V o más.
Muy usados en circuitos de potencia y electrónica automotriz.
Aplicaciones en electrónica de potencia
Fuentes de Alimentación Conmutadas (SMPS)
Función: Conmutar rápidamente corriente para convertir voltajes (AC/DC, DC/DC).
Por qué se usa: Alta eficiencia, baja disipación de calor.
Ejemplo: Cargadores de laptops, fuentes de PC, convertidores de voltaje en sistemas industriales.
Convertidores DC-DC
Función: Elevar o reducir tensión continua.
Tipos: Buck (reductor), Boost (elevador), Buck-Boost (combinado).
Ventaja del MOSFET: Baja R<sub>DS(on)</sub> → alta eficiencia.
Ejemplo: Reguladores en placas Arduino, baterías recargables, automoción.
Inversores (Inverters)
Función: Convertir corriente continua (DC) en corriente alterna (AC).
Uso del MOSFET: Actuar como interruptores de alta velocidad en configuraciones tipo puente H.
Ejemplo: Inversores solares, UPS, motores trifásicos.
Controladores de Motores (PWM)
Función: Controlar velocidad y dirección de motores DC o BLDC.
Uso: El MOSFET se activa/desactiva en alta frecuencia modulando la potencia enviada.
Ejemplo: Drones, impresoras 3D, vehículos eléctricos, robótica.